科學(xué)探索：白噪聲能優(yōu)化聽力？

科學(xué)家經(jīng)常在人工的無聲環(huán)境中測試聽覺處理過程。但是，現(xiàn)實生活中常常伴隨著一系列的背景聲，比如鍵盤敲擊聲、閑聊聲和汽車的喇叭聲等。最近，研究人員們試圖在一定的背景聲，特別是相對平穩(wěn)靜態(tài)的白噪聲環(huán)境中研究聽覺處理過程。

瑞士巴塞爾大學(xué)（University of Basel）的神經(jīng)科學(xué)家塔尼亞·里納爾迪·巴爾卡特（Tania Rinaldi Barkat）表示，實驗的結(jié)果與預(yù)期的相反，白噪音非但沒有干擾小鼠的聽力，反而使它們更容易區(qū)分相似的音調(diào)（聲音的頻率）。相關(guān)研究發(fā)表在《細胞快報》（Cell Reports）上，巴爾卡特是這篇文章的通訊作者。

區(qū)分鋼琴鍵盤兩端的音符很容易，但對于相鄰的兩個鍵，即使最敏銳的耳朵也有可能難以分辨。這取決于聽覺通道處理最簡單的聲音，也就是純頻率音（pure frequency tones）的方式：相近的神經(jīng)元會對相近的音調(diào)做出響應(yīng)，但是每個神經(jīng)元都有自己響應(yīng)程度最高的特定頻率。而某個神經(jīng)元對不同音調(diào)的響應(yīng)程度，則構(gòu)成了調(diào)諧曲線（tuning curve）。

研究人員發(fā)現(xiàn)，播放白噪音會使小鼠大腦中神經(jīng)元的調(diào)諧曲線變窄。巴爾卡特說：“簡單地說，當我們以某種強度持續(xù)播放白噪音時，如果加入了一個新的音調(diào)，神經(jīng)元對這個聲音的響應(yīng)會降低?！币虼?，當能夠區(qū)分某一頻率的神經(jīng)元數(shù)量減少時，大腦反而可以更好地區(qū)分相似的聲音，因為相鄰干擾的情況減少了。

為測定小鼠是否可以區(qū)分兩個相近的音調(diào)，研究人員使用了一種行為測試法。

在測試中，嚙齒動物會對某一特定頻率作出反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，小鼠與人類相似，可以輕松區(qū)分差異較大的音調(diào)，但難以區(qū)分相近的音調(diào)。而當研究人員把相似的音調(diào)混入白噪聲時，小鼠能夠更好地將兩者區(qū)分開來。隨后，研究人員做了進一步的研究，觀察了在播放白噪音時，小鼠聽覺皮層的神經(jīng)活動。此外，他們還通過直接刺激某些神經(jīng)元的方式，實現(xiàn)了與白噪聲相似的作用。

約翰·霍普金斯大學(xué)（Johns Hopkins University）的神經(jīng)學(xué)家基肖爾·庫欽波特（Kishore Kuchibhotla）表示，今后的研究應(yīng)該著重于探索這種現(xiàn)象背后的機制。

他還補充說：“這些現(xiàn)象是否與人類的感知系統(tǒng)相關(guān)？如果相關(guān)，關(guān)系是怎樣的？對于這些問題，還有很多不清楚的地方?！?/p>

或許，研究這種現(xiàn)象可以優(yōu)化人們的聽覺。哈佛大學(xué)聽覺神經(jīng)科學(xué)家丹尼爾·波萊（Daniel Polley，并未參與這項研究）表示：“對于聽力受損的人，增加噪音并不能幫助他們改善聽力。但是，知道如何抑制聽力受損患者大腦過度興奮的狀態(tài)，或許有助于他們在噪音中聽到聲音。當然，這可能也有助于緩解其他的相關(guān)癥狀，比如耳鳴或者聽覺過敏（對高強度聲音的超敏反應(yīng)）。”

撰文：吉利恩·克雷默（Jillian Kramer）

翻譯：馬曉彤

文章來源：環(huán)球科學(xué)

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